El desaf¨ªo de hacer volar drones sin ayuda humana

La era de los drones a¨²n est¨¢ en sus comienzos. Y los nuevos desaf¨ªos a los que se enfrenta el sector se suceden de forma incesante. Uno de los objetivos m¨¢s novedosos es lograr que estos aparatos a¨¦reos sean capaces de viajar de forma aut¨®noma. Drones con estas caracter¨ªsticas podr¨ªan ser ¨²tiles para acceder a sitios de dif¨ªcil alcance para el ser humano, por ejemplo en operaciones de b¨²squeda y rescate o en inspecciones de t¨²neles o dep¨®sitos, explican distintos ingenieros. Para ensayar nuevas tecnolog¨ªas y prototipos, diferentes equipos de investigadores se retan peri¨®dicamente en carreras internacionales. Este mes tambi¨¦n Madrid fue el escenario de una de ellas.

¡°La gente vuela drones, pero los vuela, es decir, hay un piloto que est¨¢ gui¨¢ndolos¡±, evidencia Pascual Campoy, catedr¨¢tico de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid (UPM). ¡°El nuevo reto que tiene la comunidad cient¨ªfica es convertirlos en robots aut¨®nomos¡±, contrasta. Campoy explica que uno de los aspectos m¨¢s importantes es la capacidad de autolocalizaci¨®n del dron con respecto al entorno. La tecnolog¨ªa GPS facilita esta tarea en ambientes exteriores, asegura. Pero en interiores ¡°es muy dif¨ªcil, porque no hay GPS¡±, agrega este profesor. Para dar autonom¨ªa a un dron, argumenta, es necesario dotarlo de ¡°los mismos sensores que tenemos los humanos: los ojos, la visi¨®n¡±.

Jos¨¦ Mart¨ªnez, del Instituto Nacional de Astrof¨ªsica, ?ptica y Electr¨®nica de M¨¦xico, suma a ese discurso la necesidad de que los drones de este tipo no sean solamente aut¨®nomos, sino tambi¨¦n inteligentes. ¡°Un dron aut¨®nomo puede hacer una ruta de puntos. Pero si es inteligente, significa que entiende el contorno y puede resolver problemas¡±, explica. Las ventajas de esta capacidad son m¨²ltiples, seg¨²n mantiene. ¡°En cualquier lugar donde haya riesgo para las personas es bueno tener drones aut¨®nomos¡±, asegura.

Mart¨ªnez lidera uno de los siete equipos apuntados a la ¨²ltima edici¨®n de la Autonomous Drones Racing Competition, una carrera anual celebrada este a?o a principios de octubre en Madrid, durante la feria IROS. La competici¨®n permite a grupos especializados en rob¨®tica a¨¦rea poner a prueba nuevos prototipos de drones aut¨®nomos. Entre los organizadores est¨¢ Pascual Campoy. ¡°Estamos poniendo retos a la comunidad cient¨ªfica de c¨®mo localizarse respecto a una serie de obst¨¢culos¡±, explica el catedr¨¢tico de la UPM.

¡°El nuevo reto que tiene la comunidad cient¨ªfica es convertir a los drones en robots aut¨®nomos¡±

El objetivo de cada equipo es conseguir que su prototipo recorra sin ayuda humana un circuito compuesto por distintas puertas. Cada grupo tiene derecho a dos turnos de 15 minutos para intentar avanzar lo m¨¢s posible. ¡°El que sea capaz de completar todo el circuito y el que lo haga en menos tiempo es el ganador¡±, afirma Campoy.

Uno de los equipos participantes es el grupo de investigaci¨®n de la UPM coordinado por este profesor. A pocos minutos de que comience la carrera, la adrenalina y los nervios se evidencian en los rostros de sus integrantes. ¡°Los drones no pueden ser comandados. Si se hace, hay una descalificaci¨®n instant¨¢nea¡±, explica Alejandro Rodr¨ªguez, doctorando en la universidad madrile?a y miembro del equipo. Su compa?ero Hriday Bavle muestra el peque?o prototipo que han desarrollado. ¡°Es como un juguete¡±, asegura.

El cerebro?del dron aut¨®nomo es un ordenador instalado a bordo del aparato, explica Bavle. C¨¢maras y sensores conectados con ¨¦l detectan y le proporcionan en tiempo real la informaci¨®n de localizaci¨®n. Tras recibirla, los algoritmos integrados procesan esos datos y elaboran decisiones sobre sus movimientos. El ingeniero asegura que el tama?o reducido es una ventaja, porque permite tomar m¨¢s riesgos en las pruebas ya que ¡°no provoca muchos da?os si se estrella¡±.

Rodr¨ªguez agrega que antes de la competici¨®n se incorporan al ordenador de bordo algunos par¨¢metros relativos al entorno en el que el dron se va a mover, por ejemplo la luz. Pero no se le pueden anticipar detalles sobre las puertas que se va a encontrar, precisa. ¡°Una vez lo entrenas, lo que hay que hacer es simplemente lanzar unos programitas y darle a un bot¨®n [para que se ponga en marcha]. Y el dron es capaz de realizar el circuito entero por s¨ª mismo¡±, apunta el doctorando de la UPM.

Durante la carrera, los equipos humanos se encargan ¨²nicamente de vigilar si el dron se cae por alg¨²n error durante el procesamiento de la informaci¨®n. Unas redes protectoras separan la zona del circuito de las destinadas a participantes y p¨²blico. Dos ¨¢rbitros y dos miembros de cada grupo, protegidos con un casco, siguen paso a paso el recorrido del aparato para averiguar que cruce las puertas correctamente y para tratar de captarlo antes de que se estrelle en el suelo si se despista. La cantidad de curiosos agolpados para asistir al evento crece con el pasar de los minutos. ¡°Para la comunidad internacional es muy atractivo saber c¨®mo avanzamos en estos temas¡±, asegura Campoy.

El impulsor de la competici¨®n es Hyungpil Moon, profesor de la Sung Kyun Kwan University (Corea del Sur). ¡°Cuando dise?¨¦ el circuito imagin¨¦ drones movi¨¦ndose dentro de un edificio da?ado y buscando a personas atrapadas¡±, explica. A trav¨¦s de un micr¨®fono, el profesor llama en orden a los equipos para que pongan a prueba su dron y mantiene animado al p¨²blico como lo har¨ªa un comentarista deportivo. ¡°Go, go, go¡±, incita cuando los drones se ponen en marcha.

Moon asegura que quedan muchos retos por superar para mejorar las prestaciones de los drones aut¨®nomos. Entre ellos, indica la importancia de desarrollar ulteriormente las tecnolog¨ªas de reconocimiento de los obst¨¢culos y el control de la velocidad. Por eso ya est¨¢ pensando en c¨®mo modificar el circuito para renovar los desaf¨ªos a los participantes de la siguiente edici¨®n, que se celebrar¨¢ probablemente en 2019 en Macao (China).

De los siete equipos de este a?o, dos proceden de Corea del Sur (uno est¨¢ dirigido por el propio Moon). Los dem¨¢s representan a Holanda, EE UU, Espa?a, M¨¦xico y Suiza. Tras cuatro horas de carrera, es el equipo helv¨¦tico, formado por investigadores de la Universidad de Z¨²rich, el que se lleva el t¨ªtulo de ganador. Uno de los miembros, Elia Kaufmann, manifiesta la satisfacci¨®n de su grupo tanto por el triunfo como porque la prestaci¨®n de su prototipo ha ¡°respetado m¨¢s o menos¡± las expectativas previas.

Al equipo de la UPM y al de Jos¨¦ Mart¨ªnez no les ha ido tan bien. Pero el investigador mexicano no se desespera. De una edici¨®n a otra, asegura, los avances en el desarrollo de la autonom¨ªa de los drones son notables. En la pr¨®xima carrera todos tendr¨¢n una nueva oportunidad para demostrar hasta qu¨¦ punto han llegado.